为什么在C和C++中对NULL指针的定义不同？

Question

在C中,NULL定义为(void *)0在C++中它是0.为什么会这样？在CI中可以理解,如果NULL不是类型转换,(void *)则编译器可能/可能不会生成警告.除此之外,有什么理由吗？

Answer 1

回到C++ 03中,空指针由ISO规范(§4.10/ 1)定义为

空指针常量是整数类型的整数常量表达式(5.19)rvalue,其值为零.

这就是为什么在C++中你可以编写

int* ptr = 0;

在C中,此规则类似,但有点不同(§6.3.2.3/ 3):

值为0的整型常量表达式或此类表达式转换为类型 void *,称为空指针常量.55)如果将空指针常量转换为指针类型,则生成的指针(称为空指针)保证为比较不等于指向任何对象或函数的指针.

因此,两者

int* ptr = 0;

和

int* ptr = (void *)0

是合法的.但是,我的猜测是,void*演员阵容就在这里,所以语句就像

int x = NULL;

在大多数系统上生成编译器警告.在C++中,这不合法,因为如果没有强制转换,您无法隐式地将a隐式转换void*为另一种指针类型.例如,这是非法的:

int* ptr = (void*)0; // Legal C, illegal C++

但是,这会导致问题,因为代码

int x = NULL;

是合法的C++.由于这个和随之而来的混乱(以及后面所示的另一种情况),从C++ 11开始,有一个nullptr表示空指针的关键字:

int* ptr = nullptr;

这没有任何上述问题.

nullptr超过0 的另一个优点是它在C++类型系统中表现更好.例如,假设我有这两个函数:

void DoSomething(int x);
void DoSomething(char* x);

如果我打电话

DoSomething(NULL);

它相当于

DoSomething(0);

它调用DoSomething(int)而不是预期的DoSomething(char*).但是,nullptr我可以写

DoSomething(nullptr);

它将DoSomething(char*)按预期调用该函数.

类似地,假设我有一个vector<Object*>并且想要将每个元素设置为空指针.使用该std::fill算法,我可能会尝试写作

std::fill(v.begin(), v.end(), NULL);

但是,这不会编译,因为模板系统将其NULL视为int而不是指针.要解决这个问题,我必须写

std::fill(v.begin(), v.end(), (Object*)NULL);

这很丑陋,有点违背了模板系统的目的.要解决这个问题,我可以使用nullptr:

std::fill(v.begin(), v.end(), nullptr);

并且因为nullptr已知有一个类型对应于空指针(具体而言std::nullptr_t),这将正确编译.

希望这可以帮助!

Answer 2

在C中,NULL扩展为实现定义的"空指针常量".空指针常量是值为0的整型常量表达式,或者是这样的表达式void*.所以C实现可以定义NULL为as 0或as ((void*)0).

在C++中,空指针常量的规则是不同的.特别是,((void*)0)不是C++空指针常量,因此C++实现无法定义NULL这种方式.